KR101730139B1 - Battery pack with wireless power transmission resonator - Google Patents

Battery pack with wireless power transmission resonator Download PDF

Info

Publication number
KR101730139B1
KR101730139B1 KR1020090124269A KR20090124269A KR101730139B1 KR 101730139 B1 KR101730139 B1 KR 101730139B1 KR 1020090124269 A KR1020090124269 A KR 1020090124269A KR 20090124269 A KR20090124269 A KR 20090124269A KR 101730139 B1 KR101730139 B1 KR 101730139B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
resonator
transmission line
line portion
battery
Prior art date
Application number
KR1020090124269A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20110067610A (en
Inventor
유영호
박은석
권상욱
홍영택
김남윤
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020090124269A priority Critical patent/KR101730139B1/en
Priority to US12/967,159 priority patent/US8957629B2/en
Publication of KR20110067610A publication Critical patent/KR20110067610A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101730139B1 publication Critical patent/KR101730139B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/0006Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/0086Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices having materials with a synthesized negative refractive index, e.g. metamaterials or left-handed materials
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H02J7/0045Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction concerning the insertion or the connection of the batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/20Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using microwaves or radio frequency waves
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/70Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the reduction of electric, magnetic or electromagnetic leakage fields

Abstract

무선 전력 전송을 위한 공진기를 구비하는 배터리 팩이 개시된다.A battery pack having a resonator for wireless power transmission is disclosed.

본 발명의 일측에 따른 배터리 팩은, 무선 전력 전송을 위한 박막 형 공진기; 및 상기 박막 형 공진기에 의해 생성되는 전력에 의하여 전원을 충전하는 배터리를 포함한다.A battery pack according to an aspect of the present invention includes: a thin film resonator for wireless power transmission; And a battery that charges the power source by the power generated by the thin film resonator.

무선 전력 전송, 공진기, 배터리, Wireless power transmission, resonator, battery,

Description

무선 전력 전송을 위한 공진기를 구비하는 배터리 팩{BATTERY PACK WITH WIRELESS POWER TRANSMISSION RESONATOR}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery pack having a resonator for wireless power transmission,

기술분야는, 무선 전력 전송을 위한 공진기 및 이를 구비하는 배터리 팩에 관한 것이다. The technical field relates to a resonator for wireless power transmission and a battery pack having the resonator.

최근, 무선으로 전력을 전송하는 기술들에 관한 관심이 증가하고 있다. 특히, 핸드폰, 노트북, MP3 플레이어 등 다양한 유형의 모바일 디바이스들에 무선으로 전력을 공급하는 것은 좋은 무선 전력 전송 기술들의 좋은 어플리케이션이다. 무선 전력 전송 기술들 중 하나는 RF 소자들의 공명(resonance) 특성을 이용한다.Recently, there is an increasing interest in technologies for wirelessly transmitting power. Specifically, wirelessly powering various types of mobile devices such as cell phones, laptops, and MP3 players is a good application of good wireless power transmission technologies. One of the wireless power transmission techniques utilizes the resonance characteristics of the RF components.

본 명세서에서는 무선 전력 전송을 위한 공진기 및 이를 구비하는 배터리 팩을 제안한다. In this specification, a resonator for wireless power transmission and a battery pack having the resonator are proposed.

본 발명의 일측에 따른 배터리 팩은, 무선 전력 전송을 위한 박막 형 공진기; 및 상기 박막 형 공진기에 의해 생성되는 전력에 의하여 전원을 충전하는 배터리를 포함한다. A battery pack according to an aspect of the present invention includes: a thin film resonator for wireless power transmission; And a battery that charges the power source by the power generated by the thin film resonator.

상기 박막형 공진기는, 박막 형태의 제1 전송 선로부와, 박막 형태의 제2 전송 선로부 및 상기 제1 전송 선로부의 특정 위치에 삽입되는 커패시터를 포함할 수 있다. The thin film resonator may include a first transmission line portion in the form of a thin film, a second transmission line portion in the form of a thin film, and a capacitor inserted at a specific position of the first transmission line portion.

상기 제1 전송 선로부는 상기 배터리의 상단에 위치하고, 상기 제2 전송부는 상기 배터리의 하단에 위치할 수 있다. The first transmission line portion may be located at an upper end of the battery, and the second transmission portion may be located at a lower end of the battery.

상기 박막형 공진기는, 강 자성체를 포함할 수 있다. The thin film resonator may include a ferromagnetic material.

상기 박막 형 공진기 및 상기 배터리 사이에, 높은 임피던스 표면(HIS, High Impedance Suffice)이 구비될 수 있다. A high impedance surface (HIS) may be provided between the thin film resonator and the battery.

상기 박막 형 공진기는, 박막 형태의 제1 전송 선로부와, 상기 제1 전송 선로부의 특정 위치에 삽입되는 커패시터 및 상기 제1 전송 선로부에 전류를 공급하는 마이크로 스트립(Micro-strip) 라인을 포함할 수 있다. The thin film resonator includes a first transmission line portion in the form of a thin film, a capacitor inserted in a specific position of the first transmission line portion, and a micro-strip line for supplying current to the first transmission line portion can do.

상기 박막 형 공진기는, 상기 배터리에 접착되기 위한 접착층을 더 포함할 수 있다. The thin film resonator may further include an adhesive layer to be adhered to the battery.

상기 커패시터는, 상기 박막 형 공진기가 메타물질(metamaterial)의 특성을 가질 수 있도록 설계될 수 있다. The capacitor may be designed such that the thin film resonator has the characteristics of a metamaterial.

상기 커패시터는, 상기 박막 형 공진기가 대상 주파수에서 음의 투자율을 갖도록 설계될 수 있다. The capacitor may be designed such that the thin film resonator has a negative permeability at a target frequency.

공진주파수가 공진기의 크기에 무관한 박막형 MNG 공진기가 제공된다.A thin film type MNG resonator in which the resonance frequency is independent of the size of the resonator is provided.

박막형 MNG 공진기가 일체형으로 구비된 배터리 팩이 제공된다.A thin film type MNG resonator is integrally provided.

공진기의 특성 변화가 없고, 휴대기기와 분리하여 무선 충전할 수 있는 배터리 팩이 제공된다. There is provided a battery pack which is free from the characteristic change of the resonator and can be wirelessly charged separately from the portable device.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 관련 기술에 따른 무선 전력 전송 장치로부터 타겟 장치로 전력을 무선 전송하는 동작을 나타낸다. Figure 1 illustrates the operation of wirelessly transmitting power from a wireless power transmission device to a target device in accordance with the related art.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송 장치(110)는 타겟 장치(120)에게 전력을 무선 전송한다. 무선 전력 전송 장치(110)는 전원 공진기(source resonator)(111)를 포함하며, 타겟 장치(120)는 대상 공진기(target resonator)(121)를 포함한다. 무선 전력 전송 장치(110)는 휴대용 단말기에 일 모듈의 형태로 삽입되도록 구현될 수 있다.Referring to FIG. 1, a wireless power transmission apparatus 110 according to an exemplary embodiment of the present invention wirelessly transmits power to a target apparatus 120. The wireless power transmission apparatus 110 includes a power source resonator 111 and the target apparatus 120 includes a target resonator 121. [ The wireless power transmission device 110 may be implemented to be inserted into the portable terminal in the form of a module.

이때, 무선 전력 전송 모듈이 타겟 장치(120) 내에 구비되어 있는 경우, 배터리를 독립적으로 무선 충전 하는 것은 불가능하다. 즉, 휴대용 장치에 무선 전 력 전송을 위한 공진기가 구비된 경우, 배터리만을 따로 분리하여 무선 충전할 수 없게 된다. 또한, 배터리와 공진기를 일체화 시키는 경우, 공진기의 특성 변화가 발생할 수 있다. 하기에서는, 배터리 자체만으로도 무선 충전이 가능하고, 특성 변화가 없는 공진기 구조 및 배터리 팩에 대하여 설명하기로 한다. At this time, when the wireless power transmission module is provided in the target device 120, it is impossible to wirelessly charge the battery independently. That is, when a portable device is provided with a resonator for wireless power transmission, it is impossible to separately charge the battery and wirelessly charge the battery. Further, when the battery and the resonator are integrated, characteristics of the resonator may change. In the following, a resonator structure and a battery pack which can be charged wirelessly by itself alone and which do not change in characteristics will be described.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩의 구조를 나타낸다. 2 shows a structure of a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩은 무선 전력 전송을 위한 박막 형 공진기(210) 및 박막 형 공진기(210)에 의해 생성되는 전력에 의하여 전원을 충전하는 배터리(220)를 포함한다. 2, a battery pack according to an embodiment of the present invention includes a thin film resonator 210 for wireless power transmission, a battery 220 for charging a power source by power generated by the thin film resonator 210, .

박막 형 공진기(210)는 적층구조로 설계될 수 있다. 즉, 박막 형 공진기(210)는 박막 형태의 제1 전송 선로부(211) 및 박막 형태의 제2 전송 선로부(213)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 박막 형 공진기(210)는 박막 형태의 제1 전송 선로부(211) 및 박막 형태의 제2 전송 선로부(213) 사이에 유전층(215)을 포함할 수 있다. 이때, 유전층(340)은, 박막 형 공진기의 마그네틱 필드를 증가시키도록 설계될 수 있다. 이때, 유전층(340)은 예를 들어, 강자성체로 구성될 수 있다. 강자성체는, 무선 전력 전송 효율을 증가시키는 효과를 가져올 수 있다.The thin film resonator 210 can be designed in a laminated structure. That is, the thin film resonator 210 may include a first transmission line portion 211 in the form of a thin film and a second transmission line portion 213 in the form of a thin film. At this time, the thin film resonator 210 may include a dielectric layer 215 between the thin film type first transmission line portion 211 and the thin film type second transmission line portion 213. At this time, the dielectric layer 340 may be designed to increase the magnetic field of the thin film resonator. At this time, the dielectric layer 340 may be formed of, for example, a ferromagnetic material. The ferromagnet can have the effect of increasing the wireless power transmission efficiency.

도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩의 다양한 구현 예들을 나타낸다.3 to 4 show various embodiments of the battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 배터리 팩은 제1 전송 선로부(211) 및 배터리(220)로 구 성될 수 있다. 이때, 제1 전송 선로부(211)는 박막 형 공진기로 기능할 수 있다. 도 2의 적층 구조와 구분하기 위하여, 도 3의 제1 전송 선로부(211)를 단일 layer 박막 형 공진기라 칭할 수 있다. 단일 layer 박막 형 공진기에 비하여, 도 2의 적층 구조는 도체 손실이 감소될 수 있다. 즉, 제2 전송 선로부(213)는 강한 커플링이 유도되도록, 제1 전송 선로부(211)에 적층될 수 있고, 도체 손실은 병렬적으로 감소될 수 있다. Referring to FIG. 3, the battery pack may include a first transmission line unit 211 and a battery 220. At this time, the first transmission line section 211 can function as a thin film resonator. In order to distinguish from the laminated structure of FIG. 2, the first transmission line portion 211 of FIG. 3 may be referred to as a single-layer thin film resonator. Compared to the single layer thin film resonator, the lamination structure of FIG. 2 can reduce the conductor loss. That is, the second transmission line portion 213 can be stacked on the first transmission line portion 211 so that a strong coupling is induced, and the conductor loss can be reduced in parallel.

또한, 도 4를 참조하면, 배터리 팩은 배터리(220)의 상단에 위치하는 제1 전송 선로부(211), 배터리(220)의 하단에 위치하는 제2 전송 선로부(213) 및 배터리(220)로 구성될 수 있다. 도 4와 같이 구성되는 경우, 제1 전송 선로부(211) 및 제2 전송 선로부(213)는 적층 구조의 박막 형 공진기로 기능할 수 있다. 이때, 도 4의 실시 예에서, 제2 전송 선로부(211)는 배터리 팩에 구비되지 않고, 휴대용 단말기 본체에 구비됨으로써, 휴대용 단말기와 배터리 결합 시 도 4의 실시 예와 동일한 구조로 구성될 수도 있다. 4, the battery pack includes a first transmission line unit 211 located at the upper end of the battery 220, a second transmission line unit 213 located at the lower end of the battery 220, and a battery 220 ). 4, the first transmission line portion 211 and the second transmission line portion 213 may function as a thin film resonator having a laminated structure. 4, the second transmission line unit 211 is not provided in the battery pack but is provided in the main body of the portable terminal, so that when the battery is coupled with the portable terminal, the second transmission line unit 211 may have the same structure as that of the embodiment of FIG. have.

도 5는 제1 전송 선로부(211)의 구성 예를 나타낸다. 또한, 도 7은 도 5의 제1 전송 선로부(211)를 포함하는 배터리 팩의 사시도를 나타낸다. 5 shows an example of the configuration of the first transmission line unit 211. In Fig. 7 shows a perspective view of the battery pack including the first transmission line portion 211 of FIG.

도 5에 도시된 제1 전송 선로부(211)는 도 3에 도시된 단일 layer 박막 형 공진기일 수 있으며, 도 2의 적층 구조에도 적용될 수 있다. The first transmission line portion 211 shown in FIG. 5 may be a single-layer thin film resonator shown in FIG. 3 and may also be applied to the lamination structure of FIG.

제1 전송 선로부(211)는 전송선로(203) 및 커패시터(201)를 포함한다. 또한, 제1 전송 선로부(211)는 피딩부(205)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 한편, 제 2 전송 선로부(213)는 제1 전송 선로부(211)와 동일한 구조를 갖거나, 피딩부(205) 및 커패시터(201)가 없는 구조일 수 있다. The first transmission line section 211 includes a transmission line 203 and a capacitor 201. The first transmission line unit 211 may further include a feeding unit 205. The second transmission line portion 213 may have the same structure as the first transmission line portion 211 or may have no feed portion 205 and no capacitor 201.

커패시터(201)는, 제1 전송 선로부(211)의 특정 위치에 삽입된다. 이때, 커패시터(201)는 제1 전송 선로부(211)의 중단에 직렬로 삽입될 수 있다. 이때, 공진기에 생성되는 전계(electric field)는 커패시터(201)에 갇히게 된다.The capacitor 201 is inserted at a specific position of the first transmission line portion 211. At this time, the capacitor 201 may be inserted in series with the break of the first transmission line portion 211. At this time, the electric field generated in the resonator is confined in the capacitor 201.

커패시터(201)는 집중 소자(lumped element 및 분산 소자(distributed element), 예를 들어 interdigital 커패시터나 높은 유전율을 갖는 기판을 가운데다 둔 gap 커패시터 등의 형태로 제1 전송 선로부(211)에 삽입될 수 있다. 커패시터(201)가 제1 전송 선로부(211)에 삽입됨에 따라, 공진기는 메타물질(metamaterial)의 특성을 가질 수 있다. The capacitor 201 is inserted into the first transmission line portion 211 in the form of a lumped element and a distributed element, for example, an interdigital capacitor or a gap capacitor centered on a substrate having a high dielectric constant As the capacitor 201 is inserted into the first transmission line portion 211, the resonator may have a characteristic of metamaterial.

여기서, 메타물질이란 자연에서 발견될 수 없는 특별한 전기적 성질을 갖는 물질로서, 인공적으로 설계된 구조를 갖는다. 자연계에 존재하는 모든 물질들의 전자기 특성은 고유의 유전율 또는 튜자율을 가지며, 대부분의 물질들은 양의 유전율 및 양의 투자율을 갖는다. 대부분의 물질들에서 전계, 자계 및 포인팅 벡터에는 오른손 법칙이 적용되므로, 이러한 물질들을 RHM(Right Handed Material)이라고 한다. 그러나, 메타물질은 1보다 작은 유전율 또는 투자율을 가진 물질로서, 유전율 또는 튜자율의 부호에 따라 ENG(epsilon negative) 물질, MNG(mu negative) 물질, DNG(double negative) 물질, NRI(negative refractive index) 물질, LH(left-handed) 물질 등으로 분류된다.Here, a metamaterial is a material having a special electrical property that can not be found in nature, and has an artificially designed structure. The electromagnetic properties of all materials present in nature have inherent permittivity or tunability, and most materials have a positive permittivity and a positive permeability. In most materials, the right-hand rule applies to electric fields, magnetic fields and pointing vectors, so these materials are called RHM (Right Handed Material). However, the meta-material is a material having a dielectric constant or permeability of less than 1, and may be an ENG (eugilon negative) material, a MNG (mu negative) material, a DNG (double negative) ) Materials, left-handed (LH) materials, and the like.

이 때, 집중 소자로서 삽입된 커패시터(201)의 커패시턴스가 적절히 정해지 는 경우, 상기 공진기는 메타물질의 특성을 가질 수 있다. 특히, 커패시터(201)의 커패시턴스를 적절히 조절함으로써, 공진기는 음의 투자율을 가질 수 있으므로, 본 발명의 일실시예에 따른 공진기는 박막 형 MNG 공진기로 불려질 수 있다.At this time, when the capacitance of the capacitor 201 inserted as a lumped element is appropriately determined, the resonator can have the property of a metamaterial. In particular, by appropriately adjusting the capacitance of the capacitor 201, the resonator can have a negative magnetic permeability, so that the resonator according to an embodiment of the present invention can be called a thin film type MNG resonator.

상기 박막 형 MNG 공진기는 전파 상수(propagation constant)가 0일 때의 주파수를 공진 주파수로 갖는 영번째 공진(Zeroth-Order Resonance) 특성을 가질 수 있다. 박막 형 MNG 공진기는 영번째 공진 특성을 가질 수 있으므로, 공진 주파수는 박막 형 MNG 공진기의 물리적인 사이즈에 대해 독립적일 수 있다. 즉, 박막 형 MNG 공진기에서 공진 주파수를 변경하기 위해서는 커패시터를 적절히 설계하는 것으로 충분하므로, 박막 형 MNG 공진기의 물리적인 사이즈를 변경하지 않을 수 있다.The thin film type MNG resonator may have a zeroth-order resonance characteristic having a resonance frequency at a frequency when the propagation constant is zero. Since the thin film MNG resonator can have zero resonance characteristics, the resonant frequency can be independent of the physical size of the thin film MNG resonator. That is, it is sufficient to appropriately design a capacitor to change the resonant frequency in the thin film type MNG resonator, so that the physical size of the thin film type MNG resonator can be changed.

또한, 근접 필드(near field)에서 전계는 제1 전송 선로부(211)에 삽입된 직렬 커패시터(201)에 집중되므로, 직렬 커패시터(201)로 인하여 근접 필드에서는 자계(magnetic field)가 도미넌트(dominant)해진다. Since the electric field in the near field is concentrated in the series capacitor 201 inserted in the first transmission line portion 211, the magnetic field is dominant in the near field due to the series capacitor 201. Therefore, ).

또한, MNG 공진기는 집중 소자로의 커패시터(201)를 이용하여 높은 큐-팩터(Q-Factor)를 가질 수 있으므로, 전력 전송의 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, since the MNG resonator can have a high Q-factor by using the capacitor 201 to the lumped element, the efficiency of power transmission can be improved.

피딩부(205)는 제1 전송 선로부(211)에 전류를 공급하는 마이크로 스트립(Micro-strip) 라인으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 형 공진기는 임피던스 매칭을 위한 별도의 매칭 수단이 필요 없는 구조를 갖는다.The feeding unit 205 may be configured as a micro-strip line that supplies current to the first transmission line unit 211. Accordingly, the thin film resonator according to an embodiment of the present invention has a structure that does not require any matching means for impedance matching.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 구조를 나타낸다.6 shows a structure of a battery pack according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩은, 박막 형 공진기(211, 213) 및 상기 배터리 사이에 높은 임피던스 표면(HIS, High Impedance Suffice)(630)을 포함한다. 이때, 높은 임피던스 표면(630)은, 박막 형 공진기(211, 213)와 배터리(220) 사이의 마그네틱 필드에 의해 유도되는 표면 전류(surface current) 를 차단하고, 간섭(Interference)을 제거함으로써, 공진기의 특성 변화를 방지할 수 있다. 이때, 높은 임피던스 표면(630)은 배터리에 부착하기 위한, 박막 형태로 설계될 수 있다. Referring to FIG. 6, a battery pack according to another embodiment of the present invention includes thin film type resonators 211 and 213 and a high impedance suface (HIS) 630 between the batteries. At this time, the high impedance surface 630 blocks the surface current induced by the magnetic field between the thin film resonators 211 and 213 and the battery 220, and eliminates the interference, It is possible to prevent a change in the characteristics of the antenna. At this time, the high impedance surface 630 may be designed in a thin film form for attachment to the battery.

한편, 도 2 내지 도 6에 명시적으로 도시하지는 않았지만, 박막형 공진기(210), 제1 전송 선로부(211) 및 제2 전송 선로부(213)는, 배터리(220)에 접착되기 위한 접착층을 더 포함할 수 있다. 2 to 6, the thin film resonator 210, the first transmission line portion 211, and the second transmission line portion 213 are provided with an adhesive layer for adhering to the battery 220 .

도 8 및 도 9는 본 발명의 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 팩의 구조를 나타낸다. 이때, 도 8은 배터리 팩의 평면도이고, 도 9는 측면도를 나타낸다. 8 and 9 show a structure of a battery pack according to another embodiment of the present invention. 8 is a plan view of the battery pack, and Fig. 9 is a side view.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 팩은, 3-D 형태의 공진기(8210), 충전 제어부(221), 배터리(220) 및 차단부(810)를 포함한다. 8 and 9, a battery pack according to another embodiment of the present invention includes a 3-D resonator 8210, a charge control unit 221, a battery 220, and a blocking unit 810 do.

이때, 3-D형태의 공진기(820)는, 예를 들어, 복수의 박막형 공진기를 병렬 로 배치함으로써 구성될 수 있다. 복수의 박막형 공진기를 병렬로 배치하면, 3-D형태의 공진기(820)의 전송 효율 및 전송 거리를 증가 시킬 수 있다. At this time, the 3-D resonator 820 may be configured by, for example, arranging a plurality of thin film resonators in parallel. If a plurality of thin film resonators are arranged in parallel, the transmission efficiency and transmission distance of the 3-D resonator 820 can be increased.

충전 제어부(221)는 일반적인 배터리 팩에 구비되는 충전회로일 수 있다. The charge control unit 221 may be a charge circuit provided in a general battery pack.

한편, 차단부(810)는 HIS 또는 Shielding제로 구성될 수 있다. 따라서, 차단부(810)는 높은 임피던스 표면(HIS, High Impedance Suffice) 특성을 가질 수 있다. 또한, 차단부(810)는 3-D형태의 공진기(820)와 배터리(220) 사이의 마그네틱 필드에 의해 유도되는 표면 전류(surface current) 를 차단하고, 간섭(Interference)을 제거할 수 있다. On the other hand, the blocking portion 810 may be formed of HIS or shielding agent. Accordingly, the blocking portion 810 may have a high impedance susceptibility (HIS) characteristic. The blocking unit 810 may block the surface current induced by the magnetic field between the 3-D resonator 820 and the battery 220 to eliminate interference.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

도 1은 관련 기술에 따른 무선 전력 전송 장치로부터 타겟 장치로 전력을 무선 전송하는 동작을 나타낸다.Figure 1 illustrates the operation of wirelessly transmitting power from a wireless power transmission device to a target device in accordance with the related art.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩의 구조를 나타낸다.2 shows a structure of a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩의 다양한 구현 예들을 나타낸다.3 to 4 show various embodiments of the battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 5는 제1 전송 선로부의 구성 예를 나타낸다. 5 shows a configuration example of the first transmission line section.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 구조를 나타낸다.6 shows a structure of a battery pack according to another embodiment of the present invention.

도 7은 도 5의 제1 전송 선로부를 포함하는 배터리 팩의 사시도를 나타낸다. FIG. 7 is a perspective view of a battery pack including the first transmission line portion of FIG. 5;

도 8 및 도 9는 본 발명의 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 팩의 구조를 나타낸다.8 and 9 show a structure of a battery pack according to another embodiment of the present invention.

Claims (12)

무선 전력 전송을 위한 박막 형 공진기; 및A thin film resonator for wireless power transmission; And 상기 박막 형 공진기에 의해 생성되는 전력에 의하여 전원을 충전하는 배터리를 포함하고,And a battery that charges the power source by the power generated by the thin film resonator, 상기 박막형 공진기는,In the thin film resonator, 박막 형태의 제1 전송 선로부;A first transmission line portion in the form of a thin film; 박막 형태의 제2 전송 선로부; 및A second transmission line portion in the form of a thin film; And 상기 제1 전송 선로부의 특정 위치에 삽입되는 커패시터를 포함하고,And a capacitor inserted at a specific position of the first transmission line portion, 상기 제1 전송 선로부는 상기 배터리의 상단에 위치하고, 상기 제2 전송 선로부는 상기 배터리의 하단에 위치하는,Wherein the first transmission line portion is located at an upper end of the battery and the second transmission line portion is located at a lower end of the battery, 배터리 팩.Battery pack. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, The method according to claim 1, 상기 박막형 공진기는, In the thin film resonator, 강 자성체를 포함하는, 배터리 팩.A battery pack comprising a ferromagnetic material. 제1항에 있어서, The method according to claim 1, 상기 박막 형 공진기 및 상기 배터리 사이에, 높은 임피던스 표면(HIS, High Impedance Suffice)이 구비되는, 배터리 팩.Wherein a high impedance surface (HIS) is provided between the thin film resonator and the battery. 제1항에 있어서, 상기 박막 형 공진기는, The thin film resonator according to claim 1, 박막 형태의 제1 전송 선로부;A first transmission line portion in the form of a thin film; 상기 제1 전송 선로부의 특정 위치에 삽입되는 커패시터; 및A capacitor inserted at a specific position of the first transmission line portion; And 상기 제1 전송 선로부에 전류를 공급하는 마이크로 스트립(Micro-strip) 라인을 포함하는, 배터리 팩.And a micro-strip line for supplying a current to the first transmission line portion. 제6항에 있어서, 상기 박막 형 공진기는, The thin film resonator according to claim 6, 상기 배터리에 접착되기 위한 접착층을 더 포함하는, 배터리 팩.And an adhesive layer to be adhered to the battery. 제6항에 있어서, 상기 커패시터는, 7. The method of claim 6, 상기 박막 형 공진기가 메타물질(metamaterial)의 특성을 가질 수 있도록 설계되는, 배터리 팩. Wherein the thin film resonator is designed to have a metamaterial characteristic. 제6항에 있어서, 상기 커패시터는, 7. The method of claim 6, 상기 박막 형 공진기가 대상 주파수에서 음의 투자율을 갖도록 설계되는, 배 터리 팩.Wherein the thin film resonator is designed to have a negative permeability at a target frequency. 무선 전력 전송을 위한 공진기; 및A resonator for wireless power transmission; And 상기 공진기에 의해 생성되는 전력에 의하여 전원을 충전하는 배터리; 및A battery that charges the power source by the power generated by the resonator; And 상기 공진기와 상기 배터리 사이의 마그네틱 필드에 의해 유도되는 표면 전류를 차단하는 차단부를 포함하고,And a blocking unit for blocking a surface current induced by a magnetic field between the resonator and the battery, 상기 공진기는 박막형 공진기이고,The resonator is a thin film resonator, 상기 박막형 공진기는,In the thin film resonator, 박막 형태의 제1 전송 선로부;A first transmission line portion in the form of a thin film; 박막 형태의 제2 전송 선로부; 및A second transmission line portion in the form of a thin film; And 상기 제1 전송 선로부의 특정 위치에 삽입되는 커패시터를 포함하고,And a capacitor inserted at a specific position of the first transmission line portion, 상기 제1 전송 선로부는 상기 배터리의 상단에 위치하고, 상기 제2 전송 선로부는 상기 배터리의 하단에 위치하는,Wherein the first transmission line portion is located at an upper end of the battery and the second transmission line portion is located at a lower end of the battery, 배터리 팩.Battery pack. 제10항에 있어서, 11. The method of claim 10, 상기 공진기는, 박막 형태의 공진기를 병렬형태로 배치한 3-D 형태의 공진기인, 배터리 팩. Wherein the resonator is a 3-D resonator in which thin film resonators are arranged in parallel. 제10항에 있어서, 11. The method of claim 10, 상기 차단부는, 높은 임피던스 표면(HIS, High Impedance Suffice) 특성을 갖는, 배터리 팩. Wherein the blocking portion has a high impedance surface (HIS) characteristic.
KR1020090124269A 2009-12-14 2009-12-14 Battery pack with wireless power transmission resonator KR101730139B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090124269A KR101730139B1 (en) 2009-12-14 2009-12-14 Battery pack with wireless power transmission resonator
US12/967,159 US8957629B2 (en) 2009-12-14 2010-12-14 Battery pack with wireless power transmission resonator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090124269A KR101730139B1 (en) 2009-12-14 2009-12-14 Battery pack with wireless power transmission resonator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110067610A KR20110067610A (en) 2011-06-22
KR101730139B1 true KR101730139B1 (en) 2017-05-11

Family

ID=44142130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090124269A KR101730139B1 (en) 2009-12-14 2009-12-14 Battery pack with wireless power transmission resonator

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8957629B2 (en)
KR (1) KR101730139B1 (en)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101439350B1 (en) * 2009-07-06 2014-09-15 삼성전자주식회사 Wireless power transmission system and resonator for the system
KR101364992B1 (en) * 2011-01-28 2014-02-20 삼성전자주식회사 Apparatus and method for wireless power transmission
KR102028057B1 (en) 2013-01-22 2019-10-04 삼성전자주식회사 Resonator with improved isolation
US9716401B2 (en) 2014-01-06 2017-07-25 Otter Products, Llc Recharegable battery pack
US9635222B2 (en) 2014-08-03 2017-04-25 PogoTec, Inc. Wearable camera systems and apparatus for aligning an eyewear camera
US9823494B2 (en) 2014-08-03 2017-11-21 PogoTec, Inc. Wearable camera systems and apparatus and method for attaching camera systems or other electronic devices to wearable articles
BR112017013618A2 (en) 2014-12-23 2018-06-19 Pogotec Inc cameras, systems and methods for receiving wireless power
AU2016274951A1 (en) 2015-06-10 2018-01-04 PogoTec, Inc. Eyewear with magnetic track for electronic wearable device
US10481417B2 (en) 2015-06-10 2019-11-19 PogoTec, Inc. Magnetic attachment mechanism for electronic wearable device
WO2017075405A1 (en) 2015-10-29 2017-05-04 PogoTec, Inc. Hearing aid adapted for wireless power reception
US11558538B2 (en) 2016-03-18 2023-01-17 Opkix, Inc. Portable camera system
GB201611532D0 (en) * 2016-07-01 2016-08-17 Dukosi Ltd Electric batteries
EP3539285A4 (en) 2016-11-08 2020-09-02 Pogotec, Inc. A smart case for electronic wearable device
US10282105B2 (en) * 2017-01-20 2019-05-07 International Business Machines Corporation Extending shelf life of non-volatile memory devices
US11300857B2 (en) 2018-11-13 2022-04-12 Opkix, Inc. Wearable mounts for portable camera
US11831033B2 (en) 2020-01-09 2023-11-28 Otter Products, Llc Hot-swappable battery pack system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090140946A1 (en) * 2007-10-31 2009-06-04 Ziolkowski Richard W Efficient metamaterial-inspired electrically-small antenna

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6690251B2 (en) * 2001-04-11 2004-02-10 Kyocera Wireless Corporation Tunable ferro-electric filter
AU2002351137A1 (en) * 2001-12-20 2003-07-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Coupler, integrated electronic component and electronic device
US6727785B2 (en) * 2002-06-27 2004-04-27 Harris Corporation High efficiency single port resonant line
US6933812B2 (en) * 2002-10-10 2005-08-23 The Regents Of The University Of Michigan Electro-ferromagnetic, tunable electromagnetic band-gap, and bi-anisotropic composite media using wire configurations
US6938325B2 (en) * 2003-01-31 2005-09-06 The Boeing Company Methods of fabricating electromagnetic meta-materials
US7218190B2 (en) * 2003-06-02 2007-05-15 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Waveguides and scattering devices incorporating epsilon-negative and/or mu-negative slabs
US7109944B2 (en) * 2004-01-26 2006-09-19 Kyocera Corporation Antenna using variable capacitance element and wireless communication apparatus using the same
US7307596B1 (en) * 2004-07-15 2007-12-11 Rockwell Collins, Inc. Low-cost one-dimensional electromagnetic band gap waveguide phase shifter based ESA horn antenna
KR100543779B1 (en) 2004-07-21 2006-01-23 주식회사 한림포스텍 Inner battery pack applied radio frequency identification technology and portable device equipped with it
JP3928055B2 (en) * 2005-03-02 2007-06-13 国立大学法人山口大学 Negative permeability or negative permittivity metamaterial and surface wave waveguide
KR100603986B1 (en) 2005-03-07 2006-07-25 주식회사 한림포스텍 Wireless charging battery pack
JP5231993B2 (en) * 2006-03-24 2013-07-10 株式会社東芝 Power receiving device for non-contact charger
KR100859445B1 (en) 2006-12-11 2008-09-22 주식회사 한림포스텍 Non-contact charging battery-pack and mobile divice with non-contact charging battery-pack
US8115448B2 (en) * 2007-06-01 2012-02-14 Michael Sasha John Systems and methods for wireless power
KR100819753B1 (en) 2007-07-13 2008-04-08 주식회사 한림포스텍 Non-contact charger system of wireless power transmision for battery and control method thereof
KR101425678B1 (en) 2007-09-12 2014-07-31 엘지전자 주식회사 System for wireless charging
US7456606B1 (en) * 2008-04-23 2008-11-25 International Business Machines Corporation Battery label with wireless battery charging circuit
KR101094253B1 (en) 2008-04-28 2011-12-19 정춘길 Non-contact power receier, non-contact power trasmitter related to the same and non-contact power transmitting and receiving system
US8947041B2 (en) * 2008-09-02 2015-02-03 Qualcomm Incorporated Bidirectional wireless power transmission
US8174341B2 (en) * 2008-12-01 2012-05-08 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Thin film based split resonator tunable metamaterial
US8796999B2 (en) * 2009-02-12 2014-08-05 Qualcomm Incorporated Wireless power transfer for low power devices
US20110057606A1 (en) * 2009-09-04 2011-03-10 Nokia Corpation Safety feature for wireless charger

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090140946A1 (en) * 2007-10-31 2009-06-04 Ziolkowski Richard W Efficient metamaterial-inspired electrically-small antenna

Also Published As

Publication number Publication date
US20110140541A1 (en) 2011-06-16
KR20110067610A (en) 2011-06-22
US8957629B2 (en) 2015-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101730139B1 (en) Battery pack with wireless power transmission resonator
US11264837B2 (en) Transmitting base with antenna having magnetic shielding panes
CN108140950B (en) Antenna unit and wireless power transmission module comprising same
JP5944886B2 (en) Wireless charging set and its source part
US9496082B2 (en) Coil substrate for wireless charging and electric device using the same
KR101718723B1 (en) Laptop computer system with wireless power transform function
US20150097521A1 (en) Antenna sheet for non-contact charging device and charging device using the antenna sheet
KR20100055069A (en) Apparatus of wireless power transmission using high q near magnetic field resonator
US9153865B2 (en) Antenna device and communication terminal apparatus
KR20120019578A (en) Wireless power transmission apparatus and method that transmit resonance power by multi-band
KR101644908B1 (en) Mimo antenna apparatus
CN111527666B (en) wireless power transmission device
KR20110109703A (en) Wireless power receiving apparatus with shielding film
KR102506374B1 (en) wireless power transmission device
KR101350792B1 (en) High efficiency resontor in wireless power transmission system
KR101378550B1 (en) Thin film type resontor in wireless power transmission system
Choi et al. Analysis on transmission efficiency of wireless energy transmission resonator based on magnetic resonance
KR20110116026A (en) Antenna arrangement for high speed data transfer and wireless energy transfer
Rahayu et al. Radiator for wireless charging application based on electromagnetic coupling resonant
Senior et al. Planar wireless power tranfer system with embedded magnetic metamaterial resonators
US20230095693A1 (en) High intrinsic quality receiver construction

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant